新教材2023版高中生物第3章基因工程第1節(jié)重組DNA技術的基本工具課件新人教版選擇性必修3

第1節(jié)重組DNA技術的基本工具課前自主預習案課堂互動探究案課前自主預習案知識梳理·填準記牢——自主·預習·先知知識點一基因工程及其誕生與發(fā)展1．基因工程的概念(1)操作場所：________。(2)操作技術：________等技術。(3)操作結果：賦予生物新的________，創(chuàng)造出更符合人們需要的新的________和生物產(chǎn)品。(4)操作水平：________水平。生物體外轉(zhuǎn)基因遺傳特性生物類型DNA分子2．基因工程的誕生與發(fā)展(選擇對應的序號)A．基礎理論________________。B．技術支持________________。①DNA是遺傳物質(zhì)的證明②基因轉(zhuǎn)移載體的發(fā)現(xiàn)③工具酶的發(fā)現(xiàn)④DNA雙螺旋結構和中心法則的確立⑤DNA體外重組的實現(xiàn)⑥重組DNA表達實驗的成功⑦PCR技術的發(fā)明⑧遺傳密碼的破譯①④⑧②③⑤⑥⑦知識點二DNA重組技術的基本工具1．限制性內(nèi)切核酸酶(又稱限制酶)——“分子手術刀”(1)來源：主要來自________。(2)功能：能夠識別雙鏈DNA分子的特定____________，并使每一條鏈中特定部位的____________斷開。(3)結果：產(chǎn)生________和________。原核生物核苷酸序列磷酸二酯鍵黏性末端平末端(4)應用：已知限制酶EcoRⅠ和SmaⅠ識別的堿基序列和酶切位點分別為

和

，在圖中寫出兩種限制酶切割DNA后產(chǎn)生的末端并寫出末端的種類。EcoRⅠ限制酶和Sma

Ⅰ限制酶識別的________不同，切割位點________(填“相同”或“不同”)，說明限制酶具有________。黏性末端平末端堿基序列不同專一性2．DNA連接酶——“分子縫合針”(1)作用：將雙鏈DNA片段“縫合”起來，恢復被限制酶切開的兩個核苷酸之間的___________。(2)種類

種類比較E.coliDNA連接酶T4DNA連接酶來源________________特點只能連接________既可以連接黏性末端，又可以連接________磷酸二酯鍵大腸桿菌T4噬菌體黏性末端平末端3.基因進入受體細胞的載體——“分子運輸車”(1)種類：①質(zhì)粒：是一種裸露的結構簡單、獨立于真核細胞細胞核或原核細胞的擬核DNA之外，并具有自我復制能力的環(huán)狀____________。②噬菌體和____________等。(2)目的：①將目的基因________到受體細胞中去。②在受體細胞內(nèi)對目的基因進行大量________，或整合到受體DNA上，隨受體DNA同步________。雙鏈DNA分子動植物病毒轉(zhuǎn)運復制復制(3)必備條件：①在宿主細胞中保存下來并大量________。②有一個至多個__________________。③有一定的____________，便于篩選。④對___________無害。復制限制酶切割位點標記基因受體細胞知識點三重組DNA分子的模擬操作1．材料用具：剪刀代表_________，透明膠條代表_____________。2．切割位點(1)分別從兩塊硬紙板上的一條DNA鏈上找出________________序列，并選________之間作切口進行“切割”。(2)再從另一條鏈上__________之間尋找EcoRⅠ相應的切口剪開。3．操作結果：若操作正確，不同顏色的黏性末端應能________；否則，說明操作有誤。EcoRⅠDNA連接酶G—A—A—T—T—CG—A互補的堿基互補配對知識點四DNA的粗提取與鑒定1．實驗原理(1)________不溶于酒精，________溶于酒精。(2)DNA在不同濃度的NaCl溶液中的溶解度不同，它能溶于________________溶液。(3)在一定溫度下，DNA遇________試劑會呈現(xiàn)藍色。DNA蛋白質(zhì)2mol/L的NaCl二苯胺2．實驗步驟(1)稱取30g洋蔥，切碎，放入研缽中并倒入10mL研磨液，充分研磨。↓(2)漏斗中墊________，將研磨液過濾到燒杯中，____℃處理，取上清液放入燒杯中?！?3)在上清液中加入體積相等的、預冷的________溶液，靜置2～3min，用玻璃棒沿同一方向攪拌，卷起絲狀物，并用濾紙吸去水分。紗布4酒精↓(4)取兩支20mL的試管編號A、B，各加入2mol/L的________溶液5mL，將絲狀物溶于B試管的NaCl溶液中。然后向兩支試管中各加入4mL的__________?；靹蚝?，將試管置于________中加熱5min?！?5)結果觀察：A試管________，B試管________。NaCl二苯胺試劑沸水不變藍變藍色知識應用·強化落實——效果·檢測·定向判斷對錯(正確的打“√”，錯誤的打“×”)1．基因工程的原理是基因重組，不過在這里這種變異是定向的。(

)2．DNA聚合酶也可以用作DNA重組技術的工具。(

)3．限制酶在原來的原核細胞內(nèi)對細胞自身有害。(

)4．不同DNA分子用同一種限制酶切割形成的黏性末端相同。(

)√×

提示：DNA重組技術的工具有限制酶、DNA連接酶和載體，沒有DNA聚合酶?！?/p>

提示：限制酶在原來的原核細胞內(nèi)用于切割外源DNA，使之失效，從而保護自身?！?．DNA連接酶既能連接黏性末端，又能連接平末端。(

)6．載體的種類有質(zhì)粒、噬菌體、動植物病毒等，其中動植物病毒必須是DNA病毒。(

)7．重組DNA技術所需要的工具酶有限制酶、DNA連接酶和載體。(

)8．不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端。(

)9．限制酶和DNA連接酶的作用部位一致，但作用相反。(

)10．DNA連接酶能連接互補的黏性末端或平末端，故該酶沒有專一性。(

)×

提示：E.coliDNA連接酶不能連接平末端?！獭痢痢獭?1．用兔的成熟紅細胞可提取DNA。(

)12．進行DNA粗提取和鑒定實驗時，加入酒精溶液后用力進行快速、充分的攪拌。(

)13．在溶有DNA的

NaCl溶液中，加入二苯胺試劑即呈藍色。(

)×

提示：哺乳動物成熟的紅細胞無細胞核?？蛇x用雞血細胞作提取DNA的材料?！?/p>

提示：加入酒精用玻璃棒攪拌時，動作要輕緩，以免加劇DNA分子的斷裂?！?/p>

提示：在溶有DNA的

NaCl溶液中，加入二苯胺試劑，需沸水浴加熱5min，冷卻后才可觀察到溶液的顏色呈現(xiàn)藍色。

課堂互動探究案課程標準1.基因工程是一種重組DNA技術。2．概述基因工程是在微生物學、生物化學和分子生物學等學科基礎上發(fā)展起來的。3．闡明DNA重組技術的實現(xiàn)需要利用限制性內(nèi)切核酸酶、DNA連接酶和載體三種基本工具。

素養(yǎng)達成1.了解基因工程的概念、誕生及發(fā)展。(生命觀念、社會責任)2．掌握限制酶及DNA連接酶的作用。(科學思維)3．理解載體需具備的條件。(科學思維)設疑激趣在亞洲和非洲的貧困地區(qū)，人們由于無法獲取足夠的肉類和蔬菜，導致維生素A嚴重缺乏，據(jù)世界衛(wèi)生組織估計，全世界有1.2億～2.5億人缺乏維生素A，每年約有100多萬兒童因缺乏維生素A失去生命。胡蘿卜素可在人體內(nèi)轉(zhuǎn)變成維生素A，因此，科學家利用基因工程技術，將有關酶的基因轉(zhuǎn)入水稻中，并誘導它們在水稻細胞中表達，使水稻體內(nèi)能夠合成β-胡蘿卜素。如果人每天食用的大米含β-胡蘿卜素，就能滿足人體對維生素A的需求。人們是怎樣將胡蘿卜體內(nèi)的基因轉(zhuǎn)移到水稻體內(nèi)的呢？這個過程中需要哪些技術和操作工具呢？夯基提能·分層突破——互動·探究·智涂學習主題一基因工程的工具酶活動1閱讀下列材料，思考并回答下列問題：1．DNA分子中磷酸與脫氧核糖是如何連接的？該化學鍵的名稱是什么？

2．限制酶的作用特點是什么？所識別的序列有何特點？作用后的結果有哪兩種形式？

提示：DNA分子中磷酸與脫氧核糖交替連接。其中同一核苷酸內(nèi)部磷酸與脫氧核糖的5號碳相連，相鄰兩核苷酸之間磷酸與3號碳相連。連接形成的化學鍵叫磷酸二酯鍵。提示：(1)一種限制酶只能識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并在特定的位點上切割DNA分子。(2)限制酶所識別的序列一般都具有反向?qū)ΨQ重復排列的特點。(3)黏性末端和平末端。3．DNA連接酶的作用是什么？提示：將具有相同或互補黏性末端以及具有平末端的DNA片段之間的磷酸二酯鍵連接起來“縫合”成新的DNA分子?；顒?下圖中的圖1和圖2分別表示的是EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶產(chǎn)生兩種不同末端的示意圖。請據(jù)圖回答：1．請說出EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶識別的堿基序列及切割的位點。

2．EcoRⅠ限制酶和SmaⅠ限制酶切割產(chǎn)生的DNA末端分別是什么形式？

提示：EcoRⅠ限制酶識別的堿基序列是GAATTC，切割位點在G和A之間；SmaⅠ限制酶識別的堿基序列是CCCGGG，切割位點在G和C之間。提示：EcoRⅠ限制酶將DNA切割成黏性末端，SmaⅠ限制酶將DNA切割成平末端。3．以上實例說明限制酶有何特性？該特性的含義是什么？

4．DNA連接酶、限制酶和DNA聚合酶都作用于哪種化學鍵，分別對這種化學鍵有何影響？提示：說明限制酶具有專一性。專一性指的是限制酶能識別特定的核苷酸序列，并在特定的切點上進行切割。提示：均作用于磷酸二酯鍵，DNA連接酶和DNA聚合酶是形成磷酸二酯鍵，限制酶是破壞磷酸二酯鍵?；顒?回答下列問題：1．為什么限制酶主要從原核生物中分離純化而來？推測它在原核生物中的作用是什么？它會不會切割自己的DNA分子？

2．限制性內(nèi)切核酸酶和DNA連接酶的作用是否都體現(xiàn)了酶的專一性？

提示：原核細胞容易受到外源DNA的入侵，原核細胞中的限制酶能夠切割入侵的外源DNA而保護自身。原核細胞中的限制酶不會切割自己的DNA分子，因為酶具有專一性或自己的DNA分子已被修飾而不被識別。提示：限制性內(nèi)切核酸酶能夠識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的磷酸二酯鍵斷開，體現(xiàn)了酶的專一性。E.coliDNA連接酶能將具有互補黏性末端的DNA片段連接起來，對末端的堿基序列沒有要求；T4DNA連接酶既可以連接雙鏈DNA片段互補的黏性末端，又可以連接雙鏈DNA分子的平末端，都對末端的堿基序列沒有要求，專一性不強。[易錯警示](1)限制酶不切割自身DNA的原因是該生物中不存在該酶的識別序列或識別序列已被修飾。(2)限制酶作用于磷酸二酯鍵，而不是氫鍵。(3)DNA連接酶無識別的特異性，對于具有互補黏性末端的DNA片段以及具有平末端的DNA片段都能連接起來。[特別提醒](1)限制酶是一類酶而不是一種酶。(2)不同種類的限制酶識別的序列與切割的位點不同，這與酶的專一性是一致的。(3)在切割含目的基因的DNA分子時，需用限制酶切割2次，產(chǎn)生4個末端。只有這樣，才能使目的基因的兩端都有可連接的末端。(4)限制酶的識別序列與被作用的DNA序列是不同的。前者一般由6個核苷酸組成，少數(shù)由4、8個或其他數(shù)量的核苷酸組成；后者是雙鏈序列。(5)DNA連接酶是將DNA雙鏈上的兩個缺口連接起來，因此DNA連接酶不需要模板。兩個DNA片段要具有互補的黏性末端才能通過DNA連接酶拼接起來；平末端只能用T4DNA連接酶連接。(6)不同DNA分子用同一種限制酶切割產(chǎn)生的黏性末端相同，同一個DNA分子用不同的限制酶切割，產(chǎn)生的黏性末端一般不相同，即同一種限制酶一定能切出相同的黏性末端，相同的黏性末端不一定來自同一種限制酶的切割。1.限制酶與DNA連接酶的分析比較(1)區(qū)別(2)兩者的關系可表示為：項目作用應用限制酶使特定部位的磷酸二酯鍵斷開用于提取目的基因和切割載體DNA連接酶在DNA片段之間重新形成磷酸二酯鍵用于基因表達載體的構建(3)磷酸二酯鍵指的是下圖圓圈中的化學鍵，而限制酶切割或DNA連接酶連接的只能是箭頭所指處的化學鍵，因為圈中另一個化學鍵屬于一個核苷酸的內(nèi)部結構。(4)識別序列的特點呈現(xiàn)堿基互補對稱，無論是奇數(shù)個堿基還是偶數(shù)個堿基，都可以找到一條中軸線(如圖)，中軸線兩側的雙鏈DNA上的堿基是反向、對稱、重復排列的。如

中軸線，兩側堿基互補對稱；

為軸，兩側堿基互補對稱。中軸線(5)作用結果：限制酶切割DNA產(chǎn)生的DNA末端有黏性末端和平末端兩種形式。①黏性末端是限制性內(nèi)切核酸酶在它識別序列的中軸線兩側將DNA的兩條鏈分別切開時形成的，如圖所示：②平末端是限制性內(nèi)切核酸酶在它識別序列的中軸線處切開時形成的，如圖所示：3.與DNA相關的五種酶的比較名稱作用部位作用結果限制酶磷酸二酯鍵將DNA切成兩個片段DNA連接酶磷酸二酯鍵將兩個DNA片段連接為一個DNA分子DNA聚合酶磷酸二酯鍵將單個脫氧核苷酸依次連接到單鏈末端DNA(水解)酶磷酸二酯鍵將DNA片段水解為單個脫氧核苷酸解旋酶堿基對之間的氫鍵將雙鏈DNA分子局部解旋為單鏈1．(學業(yè)水平一、二)下列關于限制性內(nèi)切核酸酶(限制酶)的敘述，正確的是(

)A．均來源于原核生物B．識別序列均由6個核苷酸組成C．特異性表現(xiàn)在識別和切割兩個方面D．也可識別RNA分子的特定核苷酸序列答案：C解析：限制酶主要是從原核生物中分離純化出來的，A錯誤；大多數(shù)限制酶的識別序列由6個核苷酸組成，也有少數(shù)限制酶的識別序列由4個、8個或其他數(shù)量的核苷酸組成，B錯誤；限制酶能識別特定的核苷酸序列，并切割特定核苷酸之間的磷酸二酯鍵，C正確；限制酶可識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，不能識別RNA分子的特定核苷酸序列，D錯誤。2．(學業(yè)水平一、二)下列有關DNA連接酶的敘述，正確的是(

)A．T4DNA連接酶只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間連接起來B．E.coliDNA連接酶能將雙鏈DNA片段平末端之間進行連接C．DNA連接酶能恢復被限制酶切開的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵D．DNA連接酶可連接DNA雙鏈的氫鍵，使雙鏈延伸答案：C解析：DNA連接酶能使兩個DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，從而將它們連接起來。E.coliDNA連接酶只能將雙鏈DNA片段互補的黏性末端之間連接起來，不能將雙鏈DNA片段平末端之間進行連接。T4DNA連接酶既可以“縫合”雙鏈DNA片段互補的黏性末端，又可以“縫合”雙鏈DNA片段的平末端。3．(學業(yè)水平三、四)下列關于幾種酶作用的敘述，錯誤的是(

)A．DNA連接酶能使不同脫氧核苷酸的磷酸與脫氧核糖連接B．RNA聚合酶能與基因的特定位點結合，催化遺傳信息的轉(zhuǎn)錄C.一種限制酶能識別多種核苷酸序列，并切割出多種目的基因D．DNA聚合酶能把單個脫氧核苷酸分子連接成一條DNA單鏈答案：C解析：限制酶具有專一性，一種限制酶一般只能識別一種核苷酸序列，并在特定位點切割DNA分子，C錯誤；DNA連接酶能使不同DNA片段的脫氧核苷酸的磷酸與脫氧核糖連接，重新形成DNA分子，A正確；RNA聚合酶能與基因的特定位點結合，催化遺傳信息的轉(zhuǎn)錄，B正確；DNA聚合酶能以DNA的一條鏈為模板，把單個脫氧核苷酸分子連接成一條DNA單鏈，復制形成新的DNA分子，D正確。4．(學業(yè)水平三、四，不定項選擇)下表所示為常用的限制酶及其識別序列和切割位點，由此推斷以下說法，正確的是(

)注：Y＝C或T，R＝A或G。A．限制酶切割后不一定形成黏性末端B．限制酶的切割位點一定在識別序列的內(nèi)部C．不同限制酶切割后一定形成不同的黏性末端D．一種限制酶不一定只識別一種核苷酸序列答案：AD解析：Sma

Ⅰ酶切割后產(chǎn)生的是平末端，A正確；Sau3AⅠ酶的切割位點在識別序列的外部，B錯誤；BamHⅠ酶與Sau3AⅠ酶切割后能形成相同的黏性末端，C錯誤；由表中信息可知，HindⅡ能識別4種不同的核苷酸序列，D正確。學習主題二基因工程中的載體活動1思考并回答相關質(zhì)粒的問題：1．質(zhì)粒作為目的基因的載體，其本質(zhì)是什么？

提示：小型環(huán)狀DNA。2．所有載體都是質(zhì)粒嗎？為什么？

3．質(zhì)粒上的一些抗生素抗性基因有什么作用？

提示：不是，除了質(zhì)粒外，載體還有動植物病毒和噬菌體等。提示：作為標記基因，便于重組DNA分子的篩選；檢測目的基因是否導入受體細胞?；顒?思考并回答有關載體的問題：1．將外源基因直接導入受體細胞可行嗎？為什么？

2．細胞膜上的載體與基因工程中的載體有什么不同？提示：不可行，因為如果沒有載體導入受體細胞，目的基因無法進行自我復制和穩(wěn)定存在以及表達。提示：(1)化學本質(zhì)不同：細胞膜上的載體化學成分是蛋白質(zhì)；基因工程中的載體可能是物質(zhì)，如質(zhì)粒(DNA)、λ噬菌體的衍生物，也可能是生物，如動植物病毒等。(2)功能不同：細胞膜上的載體功能是協(xié)助細胞膜控制物質(zhì)進出細胞；基因工程中的載體是一種“分子運輸車”，把目的基因?qū)胧荏w細胞。[特別提醒](1)基因工程中的載體與細胞膜上物質(zhì)運輸?shù)妮d體不同，前者的實質(zhì)是DNA分子，能將目的基因?qū)胧荏w細胞，后者是蛋白質(zhì)，與細胞膜的選擇透過性有關。(2)一般來說，要對天然質(zhì)粒進行人工改造才可以使用。1.作為載體所具備的條件條件分析穩(wěn)定并能復制目的基因穩(wěn)定存在且數(shù)量可擴大有一個至多個限制酶切割位點可攜帶多個或多種外源基因具有特殊的標記基因便于重組DNA分子的篩選無毒害作用避免受體細胞受到損傷2.常用載體的種類及用途種類用途質(zhì)粒將外源基因?qū)氪竽c桿菌等受體細胞λ噬菌體的衍生物植物病毒將外源基因?qū)胫参锛毎麆游锊《緦⑼庠椿驅(qū)雱游锛毎?.標記基因的篩選原理(1)前提：載體上的標記基因一般是一些抗生素的抗性基因。目的基因要轉(zhuǎn)入的受體細胞沒有抵抗相關抗生素的能力。(2)過程：含有某抗生素抗性基因的載體導入受體細胞，抗性基因在受體細胞內(nèi)表達，受體細胞對該抗生素產(chǎn)生抗性，因此培養(yǎng)受體細胞的培養(yǎng)基中加入該種抗生素即可篩選。(3)結果：在培養(yǎng)基上，被抗生素殺死的是沒有抗性的受體細胞，沒被殺死的具有抗性的受體細胞得以篩選。原理如圖所示：1．(學業(yè)水平一、二)質(zhì)粒是基因工程中最常用的載體，其主要特點是(

)①能自主復制②不能自主復制③結構簡單

④是蛋白質(zhì)⑤是環(huán)狀RNA

⑥是環(huán)狀DNA⑦能“友好”地“借居”A．①③⑤⑦

B．①④⑥C．①③⑥⑦

D．②③⑥⑦答案：C解析：質(zhì)粒存在于細菌和酵母菌等微生物中，是一種結構簡單、獨立于擬核或細胞核之外的環(huán)狀DNA分子。質(zhì)粒作為載體在受體細胞中能“友好”地“借居”，并能在細胞中進行自我復制。2．(學業(yè)水平三、四)下面是四種不同質(zhì)粒的示意圖，其中ori為復制必需的序列，amp為氨芐青霉素抗性基因，tet

為四環(huán)素抗性基因，箭頭表示一種限制性內(nèi)切核酸酶的酶切位點。若要得到一個能在四環(huán)素培養(yǎng)基上生長而不能在氨芐青霉素培養(yǎng)基上生長的含重組DNA的細胞，應選用的質(zhì)粒是(

)答案：C解析：根據(jù)題意，選用的質(zhì)粒上應有復制必需序列和四環(huán)素抗性基因，且不含氨芐青霉素抗性基因。A項破壞了復制必需的序列，B項氨芐青霉素抗性基因和四環(huán)素抗性基因都完好，C項氨芐青霉素抗性基因被破壞，四環(huán)素抗性基因完好，D項氨芐青霉素抗性基因完好，四環(huán)素抗性基因被破壞。3．(學業(yè)水平一、二)作為基因的運輸工具——載體，必須具備的條件之一及理由是(

)A．能夠在宿主細胞中穩(wěn)定地保存下來并大量復制，以便提供大量的目的基因B．具有多個限制酶切點，以便于目的基因的表達C．具有某些標記基因，以使目的基因能夠與其結合D．對宿主細胞無傷害，以便于重組DNA的鑒定和選擇答案：A解析：作為載體必須能夠在宿主細胞中穩(wěn)定地保存下來并大量復制，以便提供大量的目的基因，A正確；作為載體必須具有一個或多個限制酶切點，以便于目的基因的插入，而不是表達，B錯誤；作為載體必須具有標記基因，以便于重組DNA分子的篩選，C錯誤；作為載體必須是安全的，對受體細胞無害，以便宿主細胞能進行正常的生命活動，D錯誤。4．(學業(yè)水平三、四)限制酶Mun

Ⅰ和限制酶EcoRⅠ的識別序列及切割位點分別是

和

。如圖表示四種質(zhì)粒和目的基因，其中，質(zhì)粒上箭頭所指部位為酶的識別位點，陰影部分表示標記基因。適于作為圖示目的基因載體的質(zhì)粒是(

)答案：A解析：用限制酶MunⅠ切割A質(zhì)粒后，不會破壞標記基因，而且還能產(chǎn)生與目的基因兩側黏性末端相同的末端，適于作為目的基因的載體。B項中質(zhì)粒沒有標記基因，不適于作為目的基因的載體。C、D質(zhì)粒含有標記基因，但用限制酶切割后會被破壞，因此不適于作為目的基因的載體。學習主題三DNA的粗提取與鑒定活動1實驗材料的選取：哺乳動物的紅細胞和雞的血液提取DNA效果更好的是________。原因是________________________________________________________________________________________________________________。雞的血液

雞血細胞的核DNA含量豐富，材料易得，而哺乳動物的紅細胞無細胞核，不含DNA活動2實驗操作分析：1．實驗過程要充分地研磨，如果研磨不充分，會對實驗結果產(chǎn)生怎樣的影響？

2．實驗過程中應如何使用玻璃棒攪拌？為什么？提示：研磨不充分會使細胞核內(nèi)的DNA釋放不完全，提取的DNA量變少，導致看不到絲狀沉淀物，用二苯胺鑒定不顯示藍色。提示：攪拌時玻璃棒不能直插燒杯底部，攪拌要輕緩，并向一個方向攪拌以便獲得較完整的DNA分子。[名師提醒]DNA的粗提取與鑒定中的注意事項(1)過濾含DNA的黏稠物時不能用濾紙代替紗布，否則會因DNA被吸附到濾紙上，而導致DNA大量損失。(2)用玻璃棒攪拌時，動作要緩慢且沿同一方向進行，目的是防止DNA被破壞。(3)二苯胺試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用，否則二苯胺會變成淺藍色，影響鑒定效果。(4)鑒定DNA還可使用甲基綠染液，甲基綠染液可將DNA染成綠色。1.加入洗滌劑的目的是溶解細胞膜、核膜，釋放出細胞內(nèi)含物。加入食鹽的目的是使構成染色體的核蛋白加速解聚，游離出DNA分子，并使DNA分子充分溶解于濃NaCl溶液中。2．過濾不能用濾紙代替紗布，因為DNA會被吸附到濾紙上而大量損失，影響最終提取的DNA量。3．濾液中可能含有DNA、RNA以及蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、糖類等細胞成分。1．(學業(yè)水平一、二)下列各項中不宜選作DNA提取材料的是(

)A．洋蔥表皮細胞B．鮮豌豆種子C．人的紅細胞

D．豬肝答案：C解析：作為DNA提取材料的首要條件是細胞內(nèi)要含有DNA，次要條件是DNA的含量豐富，而哺乳動物成熟的紅細胞無細胞核，不含DNA，所以不宜選作實驗材料。2．(學業(yè)水平一、二)下面不能影響DNA粗提取含量的是(

)A．選材

B．洗滌劑的用量C．二苯胺的用量D．攪拌和研磨的程度答案：C解析：A項：盡量選擇DNA含量高的材料粗提取DNA。B項：洗滌劑的用量和類型能影響細胞膜的瓦解程度，從而影響DNA釋放量的變化。C項：二苯胺是DNA的鑒定劑，而非提取劑。D項：攪拌和研磨充分有利于DNA的釋放。3．(學業(yè)水平一、二)玻璃棒攪拌出的較純凈的DNA的顏色以及DNA遇二苯胺(沸水浴)染上的顏色分別是(

)A．黃色、紫色B．白色、磚紅色C．白色、藍色D．藍色、磚紅色答案：C解析：從體積分數(shù)為95%的冷酒精中析出的較純凈DNA的顏色是白色；鑒定DNA時，DNA遇二苯胺在沸水浴條件下呈現(xiàn)藍色。4．(學業(yè)水平三、四，不定項選擇)甲、乙兩圖為“DNA的粗提取與鑒定”實驗中涉及的兩個操作裝置圖。相關敘述正確的是(

)A．圖甲的燒杯和圖乙的試管中所用溶劑都為NaCl溶液，但兩者濃度不同B．圖乙經(jīng)沸水浴后即可觀察到一支試管中的溶液明顯變藍，另一支試管中不變藍C．圖甲操作需用玻璃棒迅速攪拌以使DNA成為絮狀沉淀并纏繞在玻璃棒上D．圖乙操作中所用的二苯胺試劑需現(xiàn)配現(xiàn)用以達到較好的鑒定效果答案：BD解析：圖甲為在體積分數(shù)為95%的冷酒精中析出DNA，圖乙的試管中所用溶劑為NaCl溶液，A錯誤；DNA鑒定需要進行沸水浴，B正確；圖甲操作需用玻璃棒緩慢攪拌，避免DNA斷裂，C錯誤；二苯胺容易被氧化，圖乙操作中所用的二苯胺試劑需現(xiàn)配現(xiàn)用以達到較好的鑒定效果，D正確。強化落實·學業(yè)達標——歸納·提升·素養(yǎng)網(wǎng)絡建構主干落實1.基因工程的基本原理是基因重組，外源DNA能在受體細胞表達的理論基礎是密碼子的通用性。2．DNA重組技術的基本工具有限制性內(nèi)切核酸酶、DNA連接酶和使目的基因進入受體細胞的載體。3．限制性內(nèi)切核酸酶可識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并在特定位點上切割。4．E.coliDNA連接酶只能連接黏性末端，而T4DNA連接酶既能連接黏性末端，也能連接平末端。5．質(zhì)粒作為基因工程的載體需具備的條件有：能在受體細胞內(nèi)穩(wěn)定保存并自我復制；具有一個或多個限制酶切割位點；具有標記基因；對受體細胞無害。6．在基因工程中使用的載體除質(zhì)粒外，還有噬菌體、動植物病毒等。高效課堂·實踐運用——隨堂·鞏固·達標1.如圖表示限制酶切割某DNA分子的過程，從圖中可知，該限制酶能識別的堿基序列及切割位點是(

)A．5′－CTTAAG－3′，切點在C和T之間B．5′－CTTAAG－3′，切點在G和A之間C．5′－GAATTC－3′，切點在G和A之間D．5′－CTTAAG－3′，切點在C和T之間答案：C解析：兩條鏈均按照5′→3′方向分析，由題圖可知該限制酶識別的堿基序列為5′－GAATTC－3′，并在G與A之間斷開磷酸二酯鍵，故選C。2．對DNA連接酶的功能描述正確的是(

)A．將堿基、脫氧核糖和磷酸之間的化學鍵連接起來B．在基因工程中只作用于一個切口處的兩個黏性末端C．用于DNA復制時母鏈與子鏈間形成氫鍵D．與DNA聚合酶作用的部位相同，作用對象不同答案：D解析：DNA連接酶連接的是磷酸二酯鍵，A錯誤；DNA連接酶在基因工程中可作用于一個切口處的兩個黏性末端或平末端，B錯誤；DNA復制過程中需要解旋酶和DNA聚合酶等，母鏈和子鏈通過堿基互補配對用氫鍵連接起來，C錯誤；DNA連接酶連接雙鏈DNA片段的切口，即能將斷開的兩個DNA片段連接起來，而DNA聚合酶是將單個脫氧核苷酸連接到已有的單鏈DNA上，D正確。3．質(zhì)粒是基因工程最常用的載體，下列有關質(zhì)粒的說法錯誤的是(

)A．質(zhì)粒不僅存在于細菌中，某些病毒也具有B．質(zhì)粒作為載體時，應具有標記基因和多個限制酶切點C．質(zhì)粒為小型環(huán)狀DNA分子，存在于擬核(或細胞核)之外的細胞質(zhì)基質(zhì)中D．質(zhì)粒能夠在宿主細胞中穩(wěn)定保存，并在宿主細胞內(nèi)復制答案：A解析：質(zhì)粒為小型環(huán)狀DNA分子，不僅存在于細菌中，也存在于某些真核生物如酵母菌中，但病毒中沒有質(zhì)粒；質(zhì)粒作為載體時，應具有標記基因和多個限制酶切割位點；質(zhì)粒為小型環(huán)狀DNA分子，存在于細胞核或擬核之外的細胞質(zhì)基質(zhì)中；質(zhì)粒能夠在宿主細胞中穩(wěn)定保存，并在宿主細胞內(nèi)復制。4．現(xiàn)有一長度為1000個堿基對(bp)的DNA分子，用限制酶EcoRⅠ酶切后得到的DNA分子仍是1000bp，用Kpn

Ⅰ單獨酶切后得到400bp和600bp兩種長度的DNA分子，用EcoRⅠ、Kpn

Ⅰ同時酶切后得到200bp和600bp兩種長度的DNA分子。如圖所示，該DNA分子的酶切圖譜正確的是(

)答案：D

解析：該DNA分子用限制酶EcoRⅠ切割后長度不變，可知該DNA分子為環(huán)狀結構，根據(jù)EcoRⅠ、Kpn

Ⅰ的作用特點，可知酶切圖譜為D項所示。5．如圖為大腸桿菌及質(zhì)粒載體的結構模式圖，據(jù)圖回答下列問題。(1)a代表的物質(zhì)和質(zhì)粒的化學本質(zhì)相同，都是________，二者還具有其他共同點，如__________________________(寫出兩條即可)。(2)若質(zhì)粒DNA分子的切割末端為

，則與之連接的目的基因切割末端應為_________，可使用____________把質(zhì)粒和目的基因連接在一起。(3)氨芐青霉素抗性基因在質(zhì)粒DNA上稱為________，其作用是_____________________。DNA能夠自我復制、具有遺傳效應DNA連接酶標記基因供重組DNA的鑒定和選擇解析：質(zhì)粒是基因工程中最常用的載體，是一種裸露的、結構簡單、獨立于細胞核或細菌擬核DNA之外，并具有自我復制能力的雙鏈環(huán)狀DNA分子，具有一個至多個限制酶切割位點，進入受體細胞后能自我復制，具有標記基因便于重組DNA的鑒定與選擇。(4)下列常在基因工程中用作載體的是(

)A．蘇云金芽孢桿菌抗蟲基因B．土壤農(nóng)桿菌環(huán)狀RNA分子C．大腸桿菌的質(zhì)粒D．動物細胞的染色體C疑難解答·名師指津——釋疑·解惑·教材(一)從社會中來提示：科學家用到了限制酶、DNA連接酶、載體等“分子工具”。限制酶能識別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列，并將DNA雙鏈切斷，形成具有黏性末端或平末端的片段。DNA連接酶催化磷酸二酯鍵的形成，即催化一個DNA片段3′端的羥基與另一個DNA片段5′端的磷酸基團上的羥